一种用于WiFi的新型双极化微带阵列天线

二、仿真与实测结果 优化后 ２×８ 微带阵列天线的尺寸为 ２５０ ｍｍ×２１０ｍｍ，加工制作 的天线图片如图 ２ 所示。图 ３－４ 为微带阵列天线实测与仿真的场辐射 图。在 ２．４０￣２．５０ＧＨｚ 频段内，两个主平面内设置了两个监视点分别在 ２．４０ＧＨｚ 和 ２．５０ＧＨｚ。仿真与实测端口 １ 和端口 ２ 的 Ｅ 面与 Ｈ 面远场辐 射结果一致。在 ２．４０ 和 ２．５０ＧＨｚ 时端口 １ 在 Ｈ 面的半波束宽度分别为 ７４．８３°和 ７０．８°。在端口 ２ 相应的值为 ７８．４２°和 ７５．４１°。在 ３ｄＢ 波束宽度 内两个端口的交叉极化水平低于 －２０ｄＢ。实测天线在定向性能和辐射特 性、成本等方面显示了良好的性能，这表明其增益性能够满足 ＷｉＦｉ要求。
图 １ 为双极化微带天线的结构。微带天线由正交极化方向为 ＋４５° 和-45°两个天线组成，每一层包括 ２×４ 个辐射振子拓扑结构。单个振 子尺寸分别为 ａ＝３８．５ｍｍ，ｂ＝２２ｍｍ 和 ｃ＝１０ｍｍ，实际上馈线网络结构的 端口 １ 和端口 ２ 分别为 ＋４５°极化和 －４５°极化的输入端口，天线尺寸为 ２７３×２２５ｍｍ２。
参考文献 ［1］H. Wang, X. B. Huang, D. G. Fang. A single layer wideband U- slot microstrip patch antenna array. IEEE antennas and wireless propag. Lett. 2008, 7. ［2］Y.Ding, K.Wu.“A 4 ×4 ridge substrate integrated waveguide (RSIW) slot array antenna”.IEEE antennas and wireless propag. lett, 2009, 8. ［3］G. DeJean, R. Bairavasubramanian, D. Thompson“. Liquid. Crystal Polymer (LCP): A new organic material for the development of multilayer dual- frequency/ dual- polarization flexible antenna arrays”.IEEE antennas and wireless propag. lett., 2005, 4.
（ａ） 辐射振子
（ｂ） 正面
（ｃ） 反面
图 １ 双极化微带阵列天线示意图
（ａ） 正面
（ｂቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ 反面
图 ２ 加工制作的天线图片
图 ３ 远场辐射图（ｆ＝２．４０ＧＨＺ） 一、双极化微带阵列天线结构
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图 ４ 远场辐射图（ｆ＝２．５０ＧＨＺ） 总结 本文设计并测试了一个具有对称贴片阵子的 ２×８ 双极化微带天 线。它的 １５ｄＢ 回波损耗带宽为 ６．５％，在 ２．３８－２．５４ＧＨｚ 范围内两个端口 的增益为 １７．５１ｄＢｉ，实测结果与仿真结果一致。从测试结果中可以发现 在工作频带内天线具有低损耗和高增益特性。由于具有低成本和高辐 射性能等良好的特性，该微带阵列天线能够适用于 ＷｉＦｉ 频段。
科技信息
高校理科研究
一种用于 WiFi 的新型双极化微带阵列天线
中国计量学院信息工程学院 赵春喜 郭维巍 张秋实 许瑞旭 陈 顺
［摘 要］近年来，适用于 WiFi 通信系统的双极化微带天线已经被提出并进行了广泛的研究。本文对一个 2×8 阵列天线进行了加 工测试，仿真与实测结果吻合。天线的两个端口回波损耗均小于 - 15dB，带宽为 6.5%。整个频段内输入端口的隔离度大于 22dB，平 均增益为 17dBi。 ［关键词］双极化 阵列天线 WIFi
引言 相比普通的微波天线，微带天线具有超薄，体积小，结构简单，适合 大规模生产印刷电路技术，易于集成和实施双极化等多种优点。近年 来，双极化天线逐渐流行，其原因是它可以提供极化多样性，以减少对 接收信号的多径衰落，并且频率复用可以加倍无线通信系统的容量［１－３］。 本文提出了一种用于 ＷｉＦｉ 新型双极化微带天线阵列。天线印制在介电 常数为 ２．６５ 的聚四氟乙烯板上，厚度为 １ｍｍ。文中给出了实测的回损 和隔离度，与仿真结果一致。在天线的回损小于 －１５ｄＢ 时频带宽度为 ２．３８￣２．５４ＧＨｚ。 天 线 的 半 波 束 宽 度 和 增 益 最 大 值 分 别 为 ７４．８３° 和 １７．５１ｄＢｉ。